六氟化硫檢測報警儀測量結果不確定度的評定

【摘 要】 本文主要分析了六氟化硫檢測報警儀的不確定度來源及合成標準不確定度的評定。

【關鍵詞】 六氟化硫 報警器 不確定度

【DOI編碼】 10.3969/j.issn.1674-4977.2015.08.012

1 測量方法

依據JJF1263-2010《六氟化硫檢測報警儀校準規范》，六氟化硫報警器基本誤差檢定是采用直接測量法。在規定的條件下，向儀器通入氣體標準物質，其基本示值誤差為示值減去標準氣體濃度值。

2 數學模型

[c=][c-cs]

式中：[c]——被測儀器基本示值誤差；[c]——被測儀器示值；[cs]——氣體標準物質標準值。

3 輸入量的標準不確定度評定

3.1 氣體標準物質的不確定度

氣體標準物質的檢定證書給出了氣體標準物質199.6μmol/mol、397.8μmol/mol、602.4μmol/mol、788.6μmol/mol點定值的擴展不確定度1%，包含因子[k=2]，則：

199.6μmol/mol點標準不確定度為：

[u1a=U/K]=1%/2×199.6μmol/mol=0.10μmol/mol

397.8μmol/mol點標準不確定度為：

[u1b=U/K]=1%/2×397.8μmol/mol=1.99μmol/mol

602.4μmol/mol點標準不確定度為：

[u1c=U/K]=1%/2×602.4μmol/mol=3.01μmol/mol

788.6μmol/mol點標準不確定度為：

[u1d=U/K]=1%/2×788.6μmol/mol=3.94μmol/mol

3.2 被檢報警器分辨率引起的不確定度[u2]

報警器讀數分辨率是1μmol/mol，取區間半寬度，其引起的不確定度為均勻分布，[k=3]，199.6μmol/mol、397.8mol/mol、602.4μmol/mol、788.6μmol/mol點被檢儀器讀數分辨率引起的不確定[u3]度一致。

[u2=123]=0.29μmol/mol

3.3 測量結果重復性導致的不確定度分量[u3]

六氟化硫報警儀示值的標準不確定度主要來源于六氟化硫氣體報警儀的測量重復性，可以通過連續測量得到測量列，采用A類方法進行評定。

選一臺六氟化硫報警儀，用602.4μmol/mol的標準氣體進行測量，結果如下表（單位：μmol/mol）。

單次相對標準偏差[s=1ci=1n（ci-c）n-1×100%]

實際檢定工作中，以3次測量值的算術平均值作為測量結果，則標準不確定度為：

199.6μmol/mol點標準不確定度為：

[u3=s/3]=0.92%×199.6μmol/mol=1.06μmol/mol

397.8μmol/mol點標準不確定度為：

[u3=s/3]=1.18%×397.8μmol/mol=2.71μmol/mol

602.4μmol/mol點標準不確定度為：

[u3=s/3]=0.38%×602.4μmol/mol=1.32μmol/mol

788.6μmol/mol點標準不確定度為：

[u3=s/3]=0.64%×788.6μmol/mol=2.91μmol/mol

因為分辨率導致的不確定度小于測量結果重復性導致的不確定度，因此不考慮分辨率導致的不確定度的影響。流量波動、減壓閥、管路等的影響已涵蓋在重復性中，可忽略不計。

4 合成標準不確定度的評定

4.1 靈敏系數

數學模型[c=c-cs]

靈敏系數[c1=?d/?x=1]，[c2=?d/?xs=1]

4.2 標準不確定度分量匯總表，見表1

4.3 合成標準不確定度的計算

199.6μmol/mol點合成標準不確定度為：

[uc=（c1u1）2+（c2u3）2]=1.06μmol/mol

397.8μmol/mol點合成標準不確定度為：

[uc=（c1u1）2+（c2u3）2]=3.36μmol/mol

602.4μmol/mol點合成標準不確定度為：

[uc=（c1u1）2+（c2u3）2]=3.29μmol/mol

788.6μmol/mol點合成標準不確定度為：

[uc=（c1u1）2+（c2u3）2]=4.90μmol/mol

5 擴展不確定度的評定

取包含因子[k=2]，擴展不確定度分別為：

199.6μmol/mol時，[U]=2.1μmol/mol

397.8μmol/mol時，[U]=6.7μmol/mol

602.4μmol/mol時，[U]=6.6μmol/mol

788.6μmol/mol時，[U]=9.8μmol/mol

6 結論

常規校準應對六氟化硫氣體檢測報警儀199.6μmol/mol、397.8μmol/mol、602.4μmol/mol、788.6μmol/mol共4點進行校準，其不確定度見下表。

作者簡介

顧萍，畢業于中國石油大學機器制造及其自動化專業，目前就職于鞍山市計量監督檢定所理化室，從事計量工作16年。

（責任編輯：張曉明）